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太陽系外圍有一個質量很大的東西（至少，看起來是這樣）。其跡象散布在太陽系的最外圍——引力有地球的5到10倍。從沒有人見過它，他就想幽靈一般躲過瞭望遠鏡數年的追捕。事實上，很多人都不相信這是真的。如今，天文學者們將其稱為「第九行星」。
物理學家愛德華·威滕(Edward Witten)提議，使用一系列雷射發射的探測器，比如「突破攝星」(Breakthrough Starshot)，來尋找被稱為「行星9」的神秘引力源。
(圖片:插圖:Rafi Letzter，源圖:Breakthrough Startshot)
如今，著名的理論物理學家愛德華.威頓發表了一篇論文，就如何追蹤這個遊蕩在太陽系外圍的「幽靈」展開論述：在其最新的論文中，威頓主張通過雷射發射一支能夠達到千分之一光速的微型探測器艦隊，使其覆蓋那一片區域，這樣就可以鎖定這個「幽靈」的位置。（該論文還未經同行評審，也未在任何雜誌上發表。）
作為普林斯頓高等研究院（新澤西州）的一名理論物理學家和數學家，威頓最著名成果的是對於量子場論的數學研究，同時他也是弦理論中統一「M-理論」的鼻祖。此外，他還是首位獲得數學界最具盛名的菲爾茨獎的物理學家。
他告訴《生命科學》雜誌：「我提出的尋覓『第九行星』的方法是否能夠實現還未可知，即使能夠實現也未必是最好的方法。」
威頓的想法大量借鑑了「突破攝星」計劃。「突破攝星」計劃由身價過億的物理學家尤裡.米爾納、史蒂芬.霍金以及馬克.扎克伯格共同創立，其目的是探索距地球4.37光年的半人馬座阿爾法星系。「攝星」計劃將發射一枚速度可達15%或20%光速的探測器，在發射後20年或30年到達。但自2016提出以來，該工程至今沒有明確的發射日期。
威頓在其4月29日發表於arXiv資料庫的一篇論文中寫道：「這個與『Breakthrough Starshot』計劃類似的項目將在探索『第九行星』的過程中體現出兩大優勢：第一，需求的速度是可以達到的；第二，發射幾百隻甚至更多的探測器也是可以實現的。」
一個由小型探測器組成的大型艦隊
威頓的想法只需要每個用來定位失蹤物體的小型探測器攜帶兩個設備：精準的時鐘和無線電發射機。
這些探測器只需要在每個時鐘向地球發送一條短訊，是地端的接受者能夠飛船上的時間。不過隨著探測器離地球越來越遠，這些短訊的傳遞時間將越來越長，也就會產生越來越大的延遲。將這些時鐘信號與地面的原子鐘同步，並追蹤其延遲，就能夠在任何時間精準地計算每個探測器與地球之間的距離了。
這就給研究人員繪製探測器的飛行地圖提供了可行性。在前幾年，可預測性較高：我們已經非常了解太陽系內部的重力場；我們只要向上看就能看到大多數行星的位置。但是在發射十年後，探測器將越過海王星軌道，進入「第九行星」軌道區域。
威頓告訴《生命科學》雜誌：「隨著飛船途經『第九行星』，其受到行星引力的影響將得到加速。所以，飛船將在預計時間離地球更遠，即飛船傳回的信號也會比預期延遲更高。」
通過追蹤哪個探測器飛行更快、快多少，威頓預測，這支艦隊將能夠繪製「第九行星」的重力場並追蹤它。他計算得到，為使太空飛行器能夠在千分之一光速下能夠工作，這些時鐘必須精準到百萬分之一秒，艦隊需要幾百個探測器。
他強調，搭建雷射設備將十分昂貴，根據一篇「Breakthrough Starshot」的報導，該數字預計為517,000,000美元。不過一旦能夠搭建起來，每一枚探測器的發射都將花費更少——電池燃料加上相對簡單的探測器花費總計8000美元。
任何引力都能做到
威頓的想法在天體物理學界引起了強烈的興奮，卻也遭到了深深的懷疑。
對「第九行星」的尋覓已經持續了很久，以致於一些天文學家開始認為是其自身的某些特質使其一直難以捉摸。也許它的輪廓映襯著銀河系明亮的光帶。這種觀點認為，該行星表面對太陽光的微弱反射被銀河系明亮的光芒掩蓋。又或許，它根本就不是一顆行星，而是其他特別的物體。
2019年10月，《生命科學》雜誌罕見地報導了一篇又一對物理學家提出的觀點：「第九行星」根本就不是行星。也許這是一個誕生於宇宙初期並且在太陽系外圍終結生命的一個葡萄柚大小、與行星質量差不多的黑洞。不過就連這篇文章的作者都覺得這不太可能；儘管如此，他們還是開始尋找環繞在該黑洞外圍的暗物質光環的標誌：暗物質自我滅亡時產生的伽馬射線。
伊利諾斯大學芝加哥分校的物理學家、同時也是那篇葡萄柚大小的黑洞論文的作者之一——詹姆斯·昂溫表示：威頓觀點的優勢在於，如果能夠起到作用，那麼對於任何引力源將都能適用。即使這個物體十分詭異以至於我們無法直接觀測到，一張其重力阱的地圖將幫助天體物理學家弄清楚它在哪裡，甚至有希望弄清楚它是什麼。
詹姆斯·昂溫告訴《生命科學》：「本來，威頓教授認為這個『幽靈』是一個無法觀測到的行星，或者其隱藏於某個難以觀測的角落，亦或它是一個暗物質沒有毀滅（暗物質毀滅將產生伽馬射線）的黑洞。真的就好像撒了一張大網在那裡一般。」
行星、黑洞甚至更離譜的理論界對象（夸克金塊）都有可能。
偉大的想法正經受考驗
問題是，確實有一個好的理由去懷疑威頓博士的理論是否契合實際。
美國國家航空局艾姆斯研究中心的退休董事、突破獎基金會（『Breakthrough Starshot』計劃的發起者）主席皮特·沃頓對《生命科學》雜誌說：「我們對威頓教授的提議十分感興趣，並且正在就這一振奮人心的提議與他及更廣泛的科學界和工程界進行後續合作。」
然而，他把「詳細評論」留給了哈佛大學天體物理學家、「Breakthrough Starshot」諮詢委員會主席阿維·羅布。
羅布以他時而非同尋常的想法而聞名，他告訴《生命科學》雜誌威頓教授的提議遺漏了「第九行星」附近的一個關鍵特徵。
由於威頓教授的想法中，是用高速的飛船搜尋十分微小的質量體，所以時鐘的準確度顯得尤為重要。當速度達到千分之一光速，即使是一秒中的一小部分也都意味著很遠的距離。這就是為什麼威頓教授一定要太空飛行器上面的時鐘精確到十萬分之一秒。此外，羅布還表示，即使是很微弱的幹擾，也會使測量精度遭到破壞。
羅布說：「『第九行星』位於日球層頂的外圍，星際物質已經證明了此處太陽風的存在。」
美國國家航空局於1977年發射的旅行者1號、旅行者2號是目前僅存的抵達日球層頂的飛船。他們在過去的十年間已經到達了日球層頂，但至今仍未抵達「第九行星」可能運行的軌道區域。穿過日球層頂，太陽風將不復存在。相反，你將受到宇宙射線以及遊蕩的帶電塵埃——星際物質的衝擊。
羅布還說：「當我讀到威頓教授的這篇文章，我就知道星際物質的幹擾將帶來遠超預期的噪聲。」
羅布告訴《生命科學》雜誌：「飛船受到星際物質的牽引力將超過『第九行星』的引力，這將帶來難以預期的波動，因此帶來的噪聲將使傳回的信號不夠理想。此外，飛船從星際物質表面粒子獲得的微弱電荷，將使其受到星際磁場的影響偏離預期軌道，而這個影響將大於『第九行星』的引力影響。」
羅布在其2017發表在《天體物理學快報》上與人合著的一篇文章中表示，威頓教授計劃中的基本原理是行得通的，但不是針對「第九行星」。在這篇文章中，羅布提議在「Breakthrough Starshot」計劃途經半人馬座α星時，使用類似的方法測量系外行星的引力。
這個提議依賴於一種更為複雜、前所未有的方法來在極致的速度之下測量加速度。並且半人馬座α星處於日球層中，將保護飛船不受星際物質的衝擊，將使這個對於「第九行星」無法實現的想法能夠成為可能。
降低威頓教授計劃中的飛船速度以提高靈敏度同樣不可行。
他說：「如果速度較慢，飛船可能要一個世界才能到達『第九行星』。」
羅布將對於威頓教授計劃的批判匯總，並與今年3月發表在了arXiv（一個收集數學、物理學、天文學、生命科學論文預印本的網站） 上面。
威頓教授說：「我看到那篇文章了，他提出了一系列的擔憂，這可以幫助我更好地改正我的計劃。」
儘管如此，羅布還是認為威頓教授的想法是振奮人心的。
「除了『第九行星』，我們可以將這些高速探測器用於檢測系內目標。」
羅布表示，太陽系內有很多物體是無法用裝載在化學火箭上的大型探測器來探測的。星際彗星，例如「'Oumuamua 」穿過太陽系的速度太快，傳統的探測器根本無法捕捉、研究其細節。此外，雷射發射探測器相對低廉的花費使其可以用於研究潛在的生命環境——例如土衛二上方的羽狀水。
作者: Rafi Letzter
FY: Laurels
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